植物生长对微量元素需要量很少,占植物体干重的10-7~10-4,一些微量元素常可从其他化学药品不可避免的杂质含量中带入培养基。微量元素在植物生命活动中常以酶系中的辅基形式起着重要作用,若添加过多,反而会出现外植体的蛋白质变性、酶系失活、代谢障碍、引起生长抑制等毒害现象,微量元素的生理作用主要在酶的催化功能和细胞分化、维持细胞的完整机能等方面。通过深入的研究,植物必需的微量元素种类还会增加,但因需求量极低在培养基中并不一定考虑加入。
1.铁
铁是植物组织不可缺乏的微量元素。它是多种氧化酶的组成成分,与植物体内的氧化还原过程有着密切的关系,铁能促进细胞分裂与伸长,缺铁时细胞分裂停止。铁还影响到
叶绿体的结构组成与叶绿素形成,缺铁时会有失绿症状出观。由于Fe2+很容易氧化产生氢氧化铁沉淀,为了保证铁索的稳定供应,因而单独与一些螯合剂相配合,制成铁盐溶液。以这种形式提供的铁在pH值7.6—8.0仍可以被植物组织所利用。而以FeCl2形式存在的铁在pH 5.2左右才能被组织所利用。已知的根培养过程中,接种后1周之内培养基的pH值会由原来的4.9~5.0上升到5.8~6.0。于是表现为缺铁症状。另一方面,螯合态的铁也可避免Fe(OH)3沉淀的产生,是一种理想的铁源。通常Fe—EDTA可用FeSO4.7H2O和Na2-EDTA进行制备。或直接选用NaFe—EDTA。
2.铜
参与一些氧化酶(如抗坏血酸氧化酶、多酚氧化酶、漆酶)和电子递体(如光合电子传递链上的质蓝素)的组成,还有促进离体根生长的作用。缺铜时幼叶萎蔫、植株矮小、细弱。
3.锌
锌是各种酶的构成要素,能够增强光合作用效率,锌也屉合成色氨酸所必需的元素,而色氨酸又是IAA的前身。因此锌也间接影响到生长素的合成,促进生殖器官发育和提高抗逆性,同时能促进花器官的发育。
4.锰
锰是植物体内许多氧化还原酶的重要成分,参与植物的光合、呼吸代谢过程,影响根系生长,对维生素的形成以及加强茎的机械组织有良好作用。
5.硼
能促进生殖器官的正常发育,参与蛋白质合成或糖类运输,可调节和稳定细胞壁结构,促进细胞伸长和细胞分裂,与光合作用和蛋白质的形成也有一定关系。
6.钼
钼是氮素代谢的重要元素,是硝酸还原酶合成所必需的元素,参与繁殖器官的建成,是固氟酶的首要组分之一。
7.氯
氧是光合作用水光解的活化剂,氯离子参与光合放养过程,在叶片气孔开闭运动中起作用。缺氯植株叶小,而且有坏死。
因此,微量元素在组织培养中是必不可少的,具有重要的作用。